有机肥对酿酒葡萄土壤微生物、酶活性及产量的影响

为明确施用不同有机肥对土壤有机质、酶活性和微生物以及酿酒葡萄产量的影响,采用田间小区设计,以5 a生赤霞珠酿酒葡萄为试验材料,研究不同有机肥对土层0～20、20～40 cm和40～60 cm中土壤有机质、酶活性和微生物的影响。以不施用有机肥为对照(CK),设置沼渣(BR)、羊粪有机肥(SMOF)、牛粪有机肥(CMOF)、猪粪有机肥(PMOF)、牛粪+沼渣有机肥(CMOF+BR)5个处理进行大田试验。结果表明:不同有机肥施用后与CK相比,土壤有机质增加6.79%～44.97%,土壤微生物碳增加19.78%～91.53%,微生物氮增加2.22倍～3.93倍,碱性磷酸酶增加57.78%～512.55%,过氧化氢酶增加53.45%～240.48%,增产15.12%～46.89%。不同土层施用牛粪有机肥相对于其它有机肥处理土壤有机质含量增长8.49%～33.29%;土壤中微生物碳、氮的含量分别增加5.30%～42.46%和6.12%～49.65%;碱性磷酸酶增大8.01%～184.63%,过氧化氢酶增加5.14%～84.27%,脲酶提高25.58%～410.70%,蔗糖酶升高6.00%～107.65%;微生物总数增多5.99%～56.56%。施用牛粪有机肥相比较其它有机肥增产7.08%～27.60%。说明在宁夏地区施用有机肥可有效提高土壤有机质的含量,增加微生物的数量,增加土壤酶活性,促进酿酒葡萄的生长发育,提高产量,其中以牛粪效果最为显著。     

Effect of transferring lignocellulose-degrading bacteria from termite to rumen fluid of sheep on in vitro gas production,fermentation parameters,microbial populations and enzyme activity

The digestive tract of termite(Microcerotermes diversus) contains a variety of lignocellulose-degrading bacteria with exocellulases enzyme activity, not found in the rumen, which could potentially improve fiber degradation in the rumen. The objectives of the current study were to determine the effect of inoculation of rumen fluid(RF) with three species of bacteria isolated from termite digestive tract, Bacillus licheniformis, Ochrobactrum intermedium, and Microbacterium paludicola, on in vitro gas production(IVGP), fermentation parameters, nutrient disappearance, microbial populations, and hydrolytic enzyme activities with fibrous wheat straw(WS) and date leaf(DL) as incubation substrate. Inoculation of RF with either of three termite bacteria increased(P0.05) ammonia-N concentration compared with the control group(free of termite gut bacteria). Termite bacteria inoculation had no effect(P0.05) on gas production characteristics, dry matter, organic matter and neutral detergent fiber disappearance, pH, and concentration and composition of volatile fatty acids. Population of proteolytic bacteria and protozoa, but not cellulolytic bacteria, were increased(P0.05) when RF was inoculated with termite bacteria with both WS and DL substrates. Inoculation of RF with termite bacteria increased protease activity, while activities of carboxymethyl-cellulase, microcrystalline-cellulase, α-amylase and filter paper degrading activity remained unchanged(P0.05). Overall, the results of this study indicated that transferring lignocellulose-degrading bacteria, isolated from digestive tract of termite, to rumen liquid increased protozoa and proteolytic bacteria population and consequently increased protease activity and ammonia-N concentration in vitro, however, no effect on fermentation and fiber degradation parameters were detected. These results suggest that the termite bacteria might be rapidly lysed by the rumen microbes before beneficial effects on the rumen fermentation process could occur.     

Silicon-mediated genotoxic alterations in Brassica juncea under arsenic stress: A comparative study of biochemical and molecular markers

Arsenic (As), one of the most harmful toxicant at the global level, severely affects plant metabolism when taken up. Interestingly, the presence of silicon (Si) as a fertilizer in As-contaminated soil is an effective strategy to decrease As accumulation in plants. Brassica juncea (var. Varuna) were grown hydroponically to investigate the role of Si at biochemical and molecular levels under arsenite (As³⁺) stress. Seedlings of B. juncea were exposed to As³⁺, Si, and a combination of both elements. Our data demonstrated that seedlings exposed to As³⁺ showed an inhibition in shoot length, chlorophyll, carotenoid, and protein, while co-application of Si improved these growth parameters. Silicon supplementation reduced As accumulation in shoot. Increase/decrease was observed in stress-related parameters (cysteine and proline), antioxidant enzymes (superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, and catalase), and oxidative stress markers (malondialdehyde and H₂O₂), which were improved upon co-application of Si as compared to As³⁺ alone treatment. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) is a suitable biomarker assay for plants for assessing the genotoxicity. Seven RAPD primers produced a total of 39 and 48 bands in the leaves of the untreated and treated seedlings, respectively. The RAPD band-profiles and genomic template stability were consistent with other growth and physiological parameters. In conclusion, the genotoxic alterations along with the biochemical parameters indicate that the exposure to Si mitigates As³⁺-induced oxidative stress by improving the stress-related parameters and antioxidant system in B. juncea.     

机械损伤及埋土深度对杉木萌蘖及抗氧化酶活性的影响

  目的  研究分析机械损伤处理下杉木Cunninghamia lanceolata无性系萌蘖能力与抗氧化酶活性的相关关系，从酶活性代谢生理角度阐述杉木萌蘖机制，为解决杉木无性系萌蘖问题提供理论依据。  方法  以杉木无性系洋020的1年生扦插苗为材料，通过盆栽试验，设置去顶和未去顶处理，0、3、6 cm埋土深度处理，在萌蘖初期、中期、后期分别取样，观测无性系萌蘖状况，通过酶活吸光度方法测定杉木无性系萌蘖过程中枝叶、基部韧皮部、根尖等不同器官超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性差异，并进行相关性分析。  结果  随着埋土深度的增加，去顶和未去顶不同埋土深度杉木无性系苗萌蘖能力均呈降低的趋势，且不同埋土深度处理会影响植物的抗氧化酶的活性。随着埋土深度的增加，杉木幼苗枝叶SOD活性呈上升趋势，CAT活性呈下降趋势；埋土6 cm处理有利于增强枝叶及根尖POD的活性。  结论  机械损伤和不同埋土深度对杉木无性萌蘖有一定的影响；同一埋土深度，去顶处理杉木无性系的萌蘖能力高于未去顶处理。不同器官植物抗氧化酶活性是影响杉木无性系机械损伤和不同埋土深度处理萌蘖的主要影响因子之一。图3表3参18     

施氮量对农田土壤有机氮组分及酶活性的影响

【目的】探讨不同施氮量条件下土壤氮素转化酶活性和有机氮组分含量的变化规律,并分析氮素转化酶活性与各有机氮组分之间的关系,为陇中黄土高原旱作农业区合理制定施肥量和施肥方案提供参考依据。【方法】基于设置在陇中黄土高原定西市李家堡镇麻子川村的不同施氮量（0（CK）、52.5（N1）、105（N2）、157.5（N3）、210（N4）kg N·hm^-2）春小麦长期定位试验,收获后使用Bremner法测定0—40 cm土层中有机氮组分含量,以及4种氮素转化相关酶的活性。【结果】土壤有机氮组分分配比例顺序为氨基酸态氮>酸解铵态氮>酸解未知态氮>氨基糖态氮,同一土层随着施氮量的增加土壤有机碳、全氮、酸解总氮、氨基酸态氮、酸解铵态氮和脲酶活性、蛋白酶活性均呈先增大后降低的趋势,除全氮外其余都在N2处理时最大,全氮含量在N3处理时达到最大;同一处理不同土层间均随土层加深而降低。冗余分析结果表明,全氮含量和蛋白酶活性是影响陇中黄土高原农田有机氮组分分布与转化的关键因子;碳氮比与所有有机氮组分均呈负相关,蛋白酶、有机碳和脲酶与氨基酸态氮呈极显著正相关。【结论】综合而言,N2处理土壤供氮潜力最高,全氮和蛋白酶是影响该区春小麦土壤有机氮组分转化的关键因子。氮肥合理施用能明显提高土壤有机氮含量,不同施氮量条件下土壤有机氮组分变化差异明显,改变了氮素相关转化酶的活性。     

小麦-玉米轮作体系不同旋耕和深耕管理对潮土微生物量碳氮与酶活性的影响

【目的】通过研究黄淮平原潮土区两年不同轮耕模式下土壤微生物量碳氮、酶活性的差异和变化特征,为该地区选择适宜的耕作制度提供理论依据。【方法】2016-2018年采用裂区设计进行田间小麦–玉米轮作系统下的轮耕试验。主处理为小麦季旋耕(RT)和深耕(DT),3个副处理为玉米季免耕(NT)、行间深松(SBR)、行内深松(SIR),共6个处理。2017、2018年玉米收获后,每10 cm一个层次,测定了0-50 cm土层土壤有机质、全氮、速效养分、微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)和脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性。【结果】各处理土壤有机质、全氮、速效养分、SMBC、SMBN及酶活性均随土层深度的增加而降低,40-50cm土层不受耕作方式的影响。小麦季深耕和玉米季深松对表层土壤有机质和全氮影响不明显,但显著提高了深层土壤有机质和全氮含量。小麦季旋耕显著增加了玉米季0-10 cm土层中速效养分含量,而小麦季深耕条件下的DT-SBR和DT-SIR处理则显著增加了20-40 cm土层中的速效养分含量。在0-20 cm土层,小麦季旋耕条件下的RT-NT、RT-SBR和RT-SIR处理的SMBC明显高于小麦季深耕条件下的DT-NT、DT-SBR和DT-SIR处理,但在20-40 cm土层,SMBC和SMBN均表现为小麦季深耕处理显著高于旋耕处理,且以DT-SIR处理SMBC (67.99 mg/kg)和SMBN (45.96 mg/kg)最高。小麦季深耕处理提高了深层(30-40 cm)土壤微生物量氮/全氮值,但降低了表层(0-20 cm)土壤中的微生物熵。玉米季深松处理(RT-SBR、RT-SIR、DT-SBR和DT-SIR)较免耕处理(RT-NT和DT-NT)均提高了土壤酶活性,其中,在0-20 cm土层,RT-SBR和RT-SIR处理土壤脲酶活、蔗糖酶和中性磷酸酶活性较高;而DT-SBR和DT-SIR处理则提高了深层(20-40 cm)土壤中这三种酶的活性。【结论】在本试验期内,小麦季旋耕–玉米季深松处理(RT-SBR和RT-SIR)能明显提高0-10 cm土壤速效养分含量、0-20 cm土壤微生物量碳含量,而小麦季深耕–玉米季深松处理(DT-SBR和DT-SIR)则提升了20-40 cm土层土壤有机质、全氮、速效养分、微生物量碳和氮含量;小麦季深耕处理提高了深层(30-40 cm)微生物量氮/全氮比,但降低了表层(0-20 cm)土壤微生物熵。     

土壤不同形态碳氮含量和酶活性对培养时间及外源碳投入的响应

在绿色农业科技的推动下,有机物料资源化利用备受青睐,但有机物料种类不同对土壤肥力的提升效果不同,为探究有机物料施用对潮土不同形态碳氮含量及酶活性的动态影响,通过为期1年的培养试验,设置添加10 g/kg的秸秆菌渣(S)、树枝菌渣(B)、小麦秸秆(W)、黑麦草秸秆(R)和蚕豆秸秆(BB),并以空白处理作为对照(CK)。结果表明:与CK相比,有机物料施用显著增加土壤不同形态碳氮含量及酶活性,随培养时间的延长,有机碳及全氮含量呈增加的趋势,增幅分别为25.4%～42.9%和35%～60%,易氧化有机碳和碱解氮含量呈先上升后下降的趋势,最大值分别为2.80,43.26 mg/kg,水溶性有机碳、微生物量碳氮和酶活性则呈下降的趋势,最大值分别为346 mg/kg,293μg/g和23.08μg/g。有机物料施用会增加土壤酶活性提高土壤呼吸速率,通过对3个取样期7种水解酶的分析发现,酶活性表现为:LAPPHOSNAGBGCBAGXYL,即参与氮循环酶活性参与磷循环酶活性参与碳循环酶活性,绿肥秸秆主要增加氮循环酶活性,且以BB处理酶活性最高,菌菇渣主要增加碳循环酶活性,B处理酶活性高于S处理。有机物料施用会影响土壤酶活性,增加不同形态碳氮含量,但增幅因有机物料种类不同而有所差异,且碳氮组分对培养时间的响应不一。总体而言,小麦秸秆和蚕豆秸秆腐殖化系数最高,对不同组分碳氮含量增加效果最优。     

宛氏拟青霉提取物对盐胁迫下水稻幼苗的生理适应性

为探讨沙棘内生菌提取物作为生物刺激素对盐胁迫下水稻幼苗生长的影响，于沙棘内生菌宛氏拟青霉（Paecilomyces variotii）中提取了生物刺激素PVE（Paecilomyces variotii extracts），并经液相色谱对PVE的活性物质进行了富集纯化。通过水稻液培试验，设无盐（CK）、添加NaCl（NS）、添加PVE和NaCl（PN1）、添加PVE纯化物和NaCl（PN2）4个处理，研究生物刺激素对水稻的耐盐效应。结果表明，施用生物刺激素能够缓解盐胁迫对水稻生长造成的严重抑制。PN1、PN2处理较NS处理提高了叶片与根系的干质量，减少了植株体内的水分流失，增加了根系的直径和吸收面积，但根长相较于CK处理无显著差异；PN2处理叶片鲜质量、叶片含水量、根系含水量较PN1处理分别增加了12.44%、1.13%和0.42%。与NS处理相比，PN1和PN2处理叶片光合速率分别提高了34.08%和40.82%，蒸腾速率分别提高了23.90%和18.86%，PN1和PN2处理还显著提高了叶片中的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性，使丙二醛（MDA）含量分别降低了28.36%和20.97%。PN2处理叶片和根系中的Na⁺含量较NS处理分别降低了36.31%和10.85%，从而降低了Na⁺/K⁺，保证了植株体内的离子平衡。研究表明，PVE及PVE纯化物在极低的浓度下具有较高的生理活性，并通过减少水分流失、促进根系生长、提高光合速率来减轻氧化损伤，同时以降低Na⁺流入的方式缓解盐胁迫对水稻幼苗的影响。     

富里酸对土壤中DnBP的降解及微生物活性的影响

为探究富里酸对有机污染物DnBP的降解和土壤微生物活性的作用,采用土壤培养试验,研究了FA对土壤中DnBP的降解动力学过程及土壤微生物活性的影响规律。结果表明,FA的添加缩短了DnBP的降解半衰期,FA各处理组的半衰期为对照处理的48.1%~67.7%;FA促进了土壤的基础呼吸,40mg g-1处理组促进作用最强,最大CO2释放量为空白对照组的40.87倍;而过氧化氢酶活性则表现出了低浓度FA(10~20mg g-1)促进,高浓度FA(40~160mg g-1)抑制的变化趋势;FA对土壤脱氢酶活性主要表现为促进作用,40~160mg g-1FA对脱氢酶活性促进作用显著。相关分析结果表明FA用量与土壤中DnBP降解率呈正相关,与过氧化氢酶活性呈极显著负相关,与土壤呼吸强度、脱氢酶活性呈极显著正相关。通径分析结果表明FA用量与土壤中DnBP降解率之间有较强的直接效应,还与土壤呼吸强度、土壤酶之间存在间接效应,从而影响DnBP的降解。     

微生物群落构建对杉木凋落叶分解及其酶活性的影响

为了分析不同微生物群落构建对于凋落物分解及其相应酶活性的影响，选取从杉木叶分离获得的内生真菌与腐生真菌共同构建五种不同的群落（室内实验）。结果表明：在凋落物分解3个月后，5组群落中，Ao+A群落引起的失重率最为显著，在其分解过程中Af+A群落对于C1酶活影响最为突出；在凋落物分解6个月后，Af+A群落对于凋落物失重率的影响最显著，在凋落物分解过程中Mr+A群落与Lp+A群落分别对过氧化物酶及漆酶酶活性影响最明显。总得来说，微生物群落构建对凋落物分解过程产生了重要影响。